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産総研 効率よく電荷が流れる理想的な構造の有機薄膜太陽電池を実現

皆様に有用な太陽光発電業界情報をお知らせします。

産業技術総合研究所(以下産総研)は5月8日、JST課題達成型基礎研究の一環として行っていた有機薄膜太陽電池の開発において、結晶成長技術を駆使することで、吸収した光エネルギーを効率よく電荷に変換し、効率よく電荷を取り出せる理想的な構造の発電層を構築することに成功した事を発表した。

有機薄膜太陽電池は、製造コストの安さ、形状や色といった設計自由度の高さから注目を集めているが、発電効率の低さから実用化にはさらなる効率向上が課題となっている。
有機薄膜太陽電池は現在、バルクヘテロジャンクションと呼ばれる構造が主流となっているが、この構造は異なる材料がランダムに混ざっており、発電層の構造を制御することが難しいため、発電効率向上の妨げとなっている。

そこで今回の研究では、バルクヘテロジャンクション構造の有機薄膜太陽電池の作製手法である共蒸着法に、ヘテロエピタキシーと呼ばれる結晶の向きをそろえて結晶成長させる手法を初めて適用した。
その結果、材料の混ざり方や結晶性を制御することができ、電荷が効率よく流れる理想的なバルクヘテロジャンクション構造の構築に成功した。

今回開発した方法により、効率の良い電荷生成、電荷取り出しが実現され、変換効率が1.85%から4.15%と、約2.2倍向上することを実証した。

産総研は今後、この手法をさまざまな有機半導体材料に適用し、有機薄膜太陽電池のさらなる高効率化を実現させることで、フレキシブルで安価な太陽電池の実用化を加速していくことができるとの考えを示した。

情報参照元:産業技術総合研究所

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